JP2005079336A - Heat treatment apparatus, heat treatment method and method for manufacturing semiconductor device - Google Patents

Heat treatment apparatus, heat treatment method and method for manufacturing semiconductor device Download PDF

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Inventor
Shigeki Matsunaka
繁樹 松中
Original Assignee
Toshiba Corp
株式会社東芝
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a heat treatment apparatus and a heat treatment method, in which a desired temperature distribution can be obtained in all regions of the treating substrate of a large area at a low cost.
SOLUTION: The heat treatment apparatus comprises a treatment chamber 2 for containing a treating substrate 1, a plurality of bar-like lamps Qi (i=1 to n) which are disposed (laid out) at an identical pitch in a constant direction for irradiating ultraviolet lights on the treating substrate 1, respectively, detectors Dij (i=1 to n; j=1 to m) for receiving the ultraviolet lights of the bar-like lamps Qi via the treating substrate 1, respectively, and a control circuit 4 which feeds back the voltage value of light intensity to a power supply voltage based on a distribution of the light intensity, to independently and simultaneously control outputs of the bar-like lamps Qi, respectively.
COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、熱処理装置に係り、特に、ランプ加熱方式の熱処理装置、熱処理方法及びこれを用いた半導体装置の製造方法に関する。 The present invention relates to a heat treatment apparatus, in particular, the heat treatment apparatus of a lamp heating method, a method of manufacturing a heat treatment method and a semiconductor device using the same.

液晶表示装置(LCD)等に用いられる多結晶シリコン薄膜トランジスタ(TFT)の製造工程においては、アモルファスシリコン(a−Si)をガラス基板上に成膜し、エキシマレーザを照射してa−Siを多結晶化するエキシマレーザアニール(ELA)法が知られている。 In the manufacturing process of the polycrystalline silicon thin film transistors (TFT) used in liquid crystal display (LCD) or the like, amorphous silicon (a-Si) is deposited on a glass substrate, the multi the a-Si is irradiated with excimer laser excimer laser annealing (ELA) method to crystallize is known.

ELA法においては、長軸方向数百mm、短軸方向数百μmの線状に整形されたレーザ光を、繰り返し周波数300Hz程度で、基板上にスキャン照射している。 In ELA method, longitudinally several hundred mm, the laser beam shaped in the minor axis direction several hundred μm linear, at approximately repetition frequency 300 Hz, is scanning irradiated onto the substrate. 基板サイズと照射時のオーバラップを一定とすると、a−Siの多結晶化の処理時間はレーザの出力と繰り返し周波数に依存する。 When the overlap during irradiation and substrate size is constant, the processing time of the polycrystalline of a-Si is dependent on the output and the repetition frequency of the laser. 例えば550×650mmのガラス基板に対し、長軸275mm、短軸0.4mmの整形ビームを用いてオーバラップ率10%(重畳回数10ショット)で照射した場合は、基板全体を照射するために32000ショット程度が必要で、照射に要する時間は110s程度となる。 A glass substrate, for example, 550 × 650 mm, major axis 275 mm, when irradiated with an overlap ratio of 10% using a shaped beam of the minor axis 0.4 mm (superimposed number 10 shots), in order to irradiate the entire substrate 32000 shot about is required, the time required for the irradiation is about 110s.

近年、a−Siを多結晶化する手段として、複数本の棒状ランプを用いたランプアニール装置が提案されている(例えば、特許文献1、2参照。) Recently, as a means for polycrystallizing the a-Si, a lamp annealing apparatus using a plurality of rod-shaped lamp it has been proposed (e.g., see Patent Documents 1 and 2.)
特開2001−24476号公報 JP 2001-24476 JP 特開2000−30594号公報 JP 2000-30594 JP

しかしながら、従来、数本以上の棒状ランプを同時に点灯し、全面を一括で照射する熱処理装置及び熱処理方法における温度の制御技術は、未開発である。 However, conventionally, lights for several or more bar-shaped lamp simultaneously, control technology temperature in the heat treatment apparatus and a heat treatment method for irradiating the entire surface at once is undeveloped.

特に、複数本の棒状ランプを同時に点灯し、光強度分布を大面積のガラス基板対して、均一に照射し、一様な温度分布を得る熱処理装置及び熱処理方法が待望されている。 In particular, it lit plurality of rod-shaped lamps simultaneously, the light intensity distribution for a large-area glass substrate, and uniformly illuminated, the heat treatment apparatus and a heat treatment method for obtaining a uniform temperature distribution has been desired.

上記問題点を鑑み、本発明は、大面積の被処理基板の全領域に対し、所望の温度分布を得ることが可能で、且つ,低コストの熱処理装置及び熱処理方法を提供することを目的とする。 In view of the above problems, the present invention is the entire area of ​​the substrate having a large area with respect, it can obtain a desired temperature distribution, and the object thereof is to provide a heat treatment apparatus and a heat treatment method for a low-cost to.

本発明の他の目的は、大面積で面内均一性が高く、高品位の半導体薄膜を低コスト且つ短時間で実現できる半導体装置の製造方法を提供することである。 Another object of the present invention is that the in-plane uniformity in a large area high to provide a method of manufacturing a semiconductor device can be realized in a short time the semiconductor thin film of high-quality low-cost and.

上記の目的を達するために、本発明の第1の特徴は、(イ)紫外線透過性特性の良好な窓部を備え、被処理基板を収納する処理室;(ロ)処理室外において一定方向に同一ピッチで配置され、被処理基板を窓部を介して、紫外線を含む発光スペクトルの光で加熱する複数本の棒状ランプ;(ハ)複数本の棒状ランプの光を、それぞれ独立に、被処理基板を介して受光するように、複数本の棒状ランプの配列に対向して配置された複数の検出器;(ニ)複数の検出器によって測定される光強度の分布に基づいて、複数本の棒状ランプの出力をそれぞれ独立に同時に制御する制御回路部とを備える熱処理装置であることを要旨とする。 To achieve the above object, a first aspect of the present invention, (a) with good window of ultraviolet transmitting properties, the processing chamber for accommodating a substrate to be processed; in a given direction in (b) processing the outdoor are arranged at the same pitch, the target substrate through the window portion, a plurality of rod-shaped lamp for heating in light emission spectrum that includes ultraviolet; (iii) a plurality of rod-shaped lamp light, each independently, be treated to receive through the substrate, a plurality of rod-shaped lamp plurality of detectors arranged to face the array of; based on the distribution of light intensity measured by (d) a plurality of detectors, a plurality of and summarized in that a heat treatment apparatus and a control circuit for simultaneously controlling the output of the rod-shaped lamp independently.

本発明の第2の特徴は、以下の各ステップを含む熱処理方法であることを要旨とする: A second aspect of the present invention is summarized in that a heat treatment method including the following steps:
(イ)被処理基板を処理室の内部に載置するステップ; (B) a step of placing into the processing chamber a substrate to be processed;
(ロ)処理室の一部に設けられた紫外線透過性特性の良好な窓部を介して、処理室外に一定方向に同一ピッチで配置された複数本の棒状ランプから、紫外線を含む発光スペクトルの光を導入し、被処理基板を加熱するステップ; Through a good window of ultraviolet transmitting properties provided in a part of (b) processing chamber, a plurality of rod-shaped lamps arranged at the same pitch in the predetermined direction to the outside of the processing room, the emission spectrum comprising ultraviolet introducing light to heat the target substrate step;
(ハ)複数本の棒状ランプの光のそれぞれの光強度を、被処理基板を介して、独立に測定するステップ; Each of the light intensity of light (c) a plurality of rod-shaped lamp, through the substrate to be processed, is measured independently step;
(ニ)測定された光強度に基づいて、複数本の棒状ランプの出力をそれぞれ独立に制御するステップ。 (D) based on the measured light intensity, the step of controlling the plurality of rod-shaped lamp output independently.

本発明の第3の特徴は、以下の各ステップを含み、半導体薄膜の少なくとも一部を処理、若しくは半導体薄膜の表面に新たな膜を形成する半導体装置の製造方法であることを要旨とする: A third aspect of the present invention includes the following steps, processing at least a portion of the semiconductor thin film, or a gist that the method of manufacturing a semiconductor device for forming a new film on the surface of the semiconductor thin film:
(イ)少なくとも表面に半導体薄膜が形成された被処理基板を設置するステップと (ロ)被処理基板に形成された半導体薄膜と対向する位置に一定方向に同一ピッチで配置された複数本の棒状ランプから、半導体薄膜に対して紫外線を含む発光スペクトルの光を導入し、被処理基板を加熱するステップ; (B) at least placing the target substrate on which the semiconductor thin film is formed on a surface step and (ii) a plurality of which are arranged at the same pitch in a predetermined direction at a position facing the semiconductor thin film formed on a substrate to be processed rod-like from the lamp, and introducing the light emission spectrum containing ultraviolet rays semiconductor thin film, to heat the target substrate step;
(ハ)複数本の棒状ランプの光のそれぞれの光強度を、被処理基板を介して、独立に測定するステップ; Each of the light intensity of light (c) a plurality of rod-shaped lamp, through the substrate to be processed, is measured independently step;
(ニ)測定された光強度に基づいて、複数本の棒状ランプの出力をそれぞれ独立に制御するステップ。 (D) based on the measured light intensity, the step of controlling the plurality of rod-shaped lamp output independently.

本発明によれば,大面積の被処理基板の全領域に対し、所望の温度分布を得ることが可能で、且つ,低コストの熱処理装置及び熱処理方法を提供することができる。 According to the present invention, the entire area of ​​the substrate having a large area with respect, can obtain a desired temperature distribution, and can provide a heat treatment apparatus and a heat treatment method for a low cost.

本発明によれば,大面積で面内均一性が高く、高品位の半導体薄膜を低コスト且つ短時間で実現できる半導体装置の製造方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible that the in-plane uniformity in a large area high to provide a method of manufacturing a semiconductor device can be realized in a short time the semiconductor thin film of high-quality low-cost and.

次に、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。 Next, with reference to the drawings, an embodiment of the present invention. 以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。 In the drawings, the same or similar parts are denoted by the same or similar reference numerals. 但し、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。 However, the drawings are schematic, and the relation between thickness and planar dimension and a ratio of thicknesses of respective layers should be noted the difference from the actual ones. したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判断すべきものである。 Therefore, specific thicknesses and dimensions should be determined in consideration of the following description. 又、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。 Further, it is needless to say that dimensional relationships and ratios are different are included also in mutually drawings.

又、以下に示す実施の形態は、この発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、この発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。 Moreover, the embodiments shown below are intended to illustrate the devices and methods for embodying the technical idea of ​​the present invention, the technical idea of ​​the present invention, materials, shapes, structures, the arrangement or the like not to those described below. この発明の技術的思想は、特許請求の範囲において、種々の変更を加えることができる。 The technical idea of ​​the present invention can be added in the claims, various changes.

〈熱処理装置〉 <Heat treatment apparatus>
本発明の実施の形態に係る熱処理装置は、図1に示すように、被処理基板1を収納する処理室2と、処理室2の上方において、一定方向に同一ピッチで配置(配列)された複数の棒状ランプQ i (i=1〜n、nは2以上の整数。)と、それぞれの棒状ランプQ iの中心軸の位置を複数の棒状ランプQ iの配列面に垂直方向に平行投影した位置に配置された複数の検出器D ij (i=1〜n,j=1〜m;n,mは2以上の整数。)と、複数の検出器D ijによって測定される光強度の分布に基づいて、複数の棒状ランプQ iの出力をそれぞれ制御する制御回路部4とを備える。 Thermal processing apparatus according to an embodiment of the present invention, as shown in FIG. 1, a processing chamber 2 for accommodating a substrate to be processed 1, above the process chamber 2, arranged at the same pitch in the predetermined direction (array) a plurality of rod-shaped lamps Q i (i = 1 to n, n is an integer of 2 or more.) and, parallel the position of the center axes of the rod-shaped lamp Q i in a direction perpendicular to the array surface of the plurality of rod-shaped lamps Q i projection a plurality of detectors D ij arranged in a position (i = 1~n, j = 1~m ;. n, m is an integer of 2 or more) and, of the light intensity measured by the plurality of detectors D ij based on the distribution, and a control circuit unit 4 for controlling a plurality of the output of the rod-shaped lamp Q i, respectively. 複数の棒状ランプQ iは、図1に示すように、処理室2の上方に、互いに平行に、且つ離間して配置されている。 A plurality of rod-shaped lamps Q i, as shown in FIG. 1, above the process chamber 2, and is parallel and spaced to each other. 制御回路部4は、複数の棒状ランプQ i及び複数の検出器D ijに接続される。 The control circuit unit 4 is connected to a plurality of rod-shaped lamps Q i and a plurality of detectors D ij.

複数の検出器D ijは、それぞれの棒状ランプQ 1 ,Q 2 ,・・・・・,Q nの中心軸を平行投影した位置に沿って複数個配置され、全体としてマトリクスを構成している。 A plurality of detectors D ij, each rod-shaped lamp Q 1, Q 2, ·····, is plurality arranged along a position parallel projection of the central axis of the Q n, constitute a matrix as a whole . 例えば、図2に示すように、棒状ランプQ 1の中心軸に沿って、検出器D 11 ,D 12 ,・・・・・,D 1mが複数個、1次元配列され、棒状ランプQ 2の中心軸に沿って、検出器D 21 ,D 22 ,・・・・・,D 2mが複数個、1次元配列されている。 For example, as shown in FIG. 2, along the central axis of the rod-shaped lamp Q 1, the detector D 11, D 12, ·····, D 1m a plurality, are arranged one-dimensionally, the rod-shaped lamp Q 2 along the central axis, the detector D 21, D 22, ·····, D 2m a plurality are arranged one-dimensionally. 更に、棒状ランプQ nの中心軸に沿って、検出器D n1 ,D n2 ,・・・・・,D nmが複数個、1次元配列されている。 Furthermore, along the center axis of the rod-shaped lamp Q n, the detector D n1, D n2, ·····, D nm a plurality are arranged one-dimensionally.

処理室2は、ガス導入ポート22と、ガス排気ポート23と、紫外線透過特性の良好な窓24とを有している。 Processing chamber 2, a gas introduction port 22, and a gas exhaust port 23, and a good window 24 of the UV transmission properties. 窓24が本発明の「紫外線透過特性の良好な窓部」に対応するが、図11を用いて後述するように、処理室2自体を紫外線透過特性の良好な材料で構成して、その一部に「紫外線透過特性の良好な窓部」の機能を持たせても良いことは勿論である。 Although window 24 corresponds to the "good window of ultraviolet transmitting properties" of the present invention, as will be described later with reference to FIG. 11, to constitute the treatment chamber 2 itself a good material for ultraviolet transmission characteristic, one that it is a matter of course that may have a function of "good window of ultraviolet transmitting properties" in section.

ガス導入ポート22は、処理室2の内部に処理用ガスが、導入可能なように、例えば、処理室2の左側面に配置されている。 Gas inlet port 22, the process gas into the processing chamber 2, so that can be introduced, for example, is disposed on the left side surface of the processing chamber 2. 処理用ガスとしては、例えば、窒素(N 2 )ガス、アルゴン(Ar)ガス、ヘリウム(He)ガス等の不活性ガス、或いはこれらの不活性ガスのいずれかと酸素(O 2 )との混合ガス等が使用可能である。 The process gas, for example, nitrogen (N 2) gas, argon (Ar) gas, helium (He) gas mixture of an inert gas such as a gas, or with any of these inert gases and oxygen (O 2) etc. can be used. 但し、処理室2でなされる処理の内容に応じて、水素(H 2 )ガスや四塩化珪素(SiCl 4 )、トリクロルシラン(SiHCl 3 )、ジクロルシラン(SiH 2 Cl 2 )、有機金属の化合物のガス等、種々のガスが処理用ガスとして採用可能である。 However, according to the content of processing performed in the processing chamber 2, hydrogen (H 2) gas or silicon tetrachloride (SiCl 4), trichlorosilane (SiHCl 3), dichlorosilane (SiH 2 Cl 2), the compounds of the organometallic gas, etc., various gases can be employed as the processing gas. ガス排気ポート23は、ガス導入ポートが配置された左側面に対向する右側面に配置されている。 Gas exhaust port 23 is disposed on the right side surface opposed to the left side of the gas introduction port is disposed. 処理室2内の処理用ガスの流量と分圧の制御は、ガス導入ポート22及びガス排気ポート23に設けられるバルブ(図示省略)により調整可能である。 Control of the flow rate and partial pressure of the processing gas in the processing chamber 2 is adjustable by a valve (not shown) provided in the gas introduction port 22 and the gas exhaust port 23. 又、ガス流量を調整するために、ガス導入ポート22側のみにマスフローコントローラ等の流量調整バルブを設けても良い。 Further, in order to adjust the gas flow rate, it may be provided flow regulating valve of the mass flow controller or the like only to the gas introduction port 22 side. 窓24は、処理室2の上面に配置されるが、紫外線透過特性の良好な材料として、石英ガラスやサファイアガラス等が使用可能である。 The window 24 is being placed on the upper surface of the processing chamber 2, as a good material for the UV transmission properties, quartz glass, sapphire glass or the like can be used.

更に、処理室2の底面上に大面積の被処理基板1を上面に固定するステージ21を備える。 Further comprising a stage 21 for fixing the substrate to be processed 1 having a large area on the upper surface on the bottom surface of the processing chamber 2. 図示を省略しているが、ステージ21には、被処理基板1の反応性を高めるために加温が可能なようなヒータ(抵抗加熱装置)が内蔵されていても良い。 Although not shown, the stage 21 may be treated heater such that heat as possible to enhance the reactivity of the substrate 1 (resistance heater) is built. 図1では、被処理基板1としては、透明基板1aの上面にアモルファス半導体膜(a−Si膜)1dが形成されたものが示されているが、これに限られるものではない。 In Figure 1, the target substrate 1, although those amorphous semiconductor film (a-Si film) 1d is formed on the upper surface of the transparent substrate 1a is shown, the invention is not limited thereto. ステージ21は、処理室2の内部において、水平方向(図1の紙面に向かって左右方向)に移動可能である。 Stage 21, in the interior of the processing chamber 2, is movable in the horizontal direction (left-right direction toward the paper surface of FIG. 1). ステージ21は、図1及び図2に示すように、複数のピンホールH ij (i=1〜n,j=1〜m;n,mは2以上の整数。)が、周期的に設けられている。 Stage 21, as shown in FIGS. 1 and 2, a plurality of pin holes H ij (i = 1~n, j = 1~m;. N, m is an integer of 2 or more) are provided periodically ing. 複数のピンホールH ijは、複数の検出器D ijの位置に対応して、その上部に配置されている。 A plurality of pin holes H ij, corresponding to positions of the plurality of detectors D ij, is disposed thereon. ピンホールH ijの具体的な大きさは、0.05mm〜0.3mm、より好ましくは0.08mm〜0.15mm程度、例えば0.1mm程度で良いが、これに限定されるものではない。 Specific size of the pinhole H ij is, 0.05 mm to 0.3 mm, more preferably about 0.08Mm~0.15Mm, for example, it is in 0.1mm approximately, but not limited thereto. ピンホールH ijの大きさは、棒状ランプQ 1 ,Q 2 ,・・・・・,Q nの出力や検出器D ijの感度を総合的に考慮して決めれば良い。 The size of the pinhole H ij is rod-shaped lamp Q 1, Q 2, ·····, may be determined by comprehensively considering the sensitivity of the output or the detector D ij of Q n. いずれにせよ、複数のピンホールH ijは、それぞれの棒状ランプQ 1 ,Q 2 ,・・・・・,Q nの中心軸を平行投影した位置に沿って複数個配置され、全体としてマトリクスを構成している。 In any case, a plurality of pin holes H ij, each rod-shaped lamp Q 1, Q 2, ·····, is plurality arranged along a position parallel projection of the central axis of the Q n, the matrix as a whole It is configured. 即ち、図2に示すように、棒状ランプQ 1の中心軸に沿って、ピンホールH 11 ,H 12 ,・・・・・,H 1mが複数個、線状に配置され、棒状ランプQ 2の中心軸に沿って、ピンホールH 21 ,H 22 ,・・・・・,H 2mが複数個配置されている。 That is, as shown in FIG. 2, along the central axis of the rod-shaped lamp Q 1, pinhole H 11, H 12, ·····, H 1m are arranged a plurality, in linear, rod-shaped lamp Q 2 along the central axis of the pinhole H 21, H 22, ·····, H 2m are plural arranged. 更に、棒状ランプQ nの中心軸に沿って、ピンホールH n1 ,H n2 ,・・・・・,H nmが複数個配置されている。 Furthermore, along the center axis of the rod-shaped lamp Q n, pinhole H n1, H n2, ·····, H nm are plural arranged.

複数のピンホールH ijの下方に配置された検出器D ijは、棒状ランプQ iの光を被処理基板1及びピンホールH ijをそれぞれ介して受光し、光強度を測定する。 Detector D ij arranged below the plurality of pin holes H ij is the light of the bar-shaped lamp Q i received through the target substrate 1 and the pinhole H ij, respectively, to measure the light intensity. この検出器D ijとしては、フォトダイオードの他、ジルコン酸チタン酸鉛(PZT)系、タンタル酸リチウム(L i TaO 3 )系、硫酸グリシン(TGS)、ポリフッ化ビニリデン(PVF 2 )、チタン酸鉛(PbTiO 3 )等の焦電型検出器が使用可能である。 As the detector D ij, other photodiodes, lead zirconate titanate (PZT) based, lithium tantalate (L i TaO 3) system, glycine sulfate (TGS), polyvinylidene fluoride (PVF 2), titanate lead (PbTiO 3) pyroelectric detector or the like can be used. 棒状ランプQ iの発光出力の大きさや、被処理基板1による光フィルタ特性を鑑みると、大出力を波長依存性なく測定できる焦電型検出器が好ましい。 Size and the emission output of the rod-shaped lamp Q i, in view of the optical filter characteristics of the target substrate 1, preferably pyroelectric detector capable of measuring a large output wavelength dependency without. 焦電型検出器は被処理基板1の温度を熱線(赤外線)として検知することが可能である。 Pyroelectric detector is capable of detecting the temperature of the substrate 1 as a heat ray (infrared).

棒状ランプQ iは、直管型フラッシュランプである。 The rod-shaped lamp Q i is a straight-tube-type flash lamp. この直管型フラッシュランプは、被処理基板1に照射する光のエネルギーを均一化するために、例えば、両端部の直径が細く、中央部の直径が太い異形管を使用しても良い。 The straight tube type flash lamp, in order to equalize the energy of light irradiated on the target substrate 1, for example, thin in diameter at both ends, the diameter of the central portion may be used a thick profiled tube. 図1に示すような、透明基板1aの上面に形成されたa−Si膜1dを熱処理し、多結晶化する目的の場合は、図3に示すような発光スペクトルの紫外線ランプが好ましい。 As shown in FIG. 1, heat-treated a-Si film 1d formed on the upper surface of the transparent substrate 1a, if the purpose of polycrystalline, ultraviolet lamp emission spectrum shown in FIG. 3 are preferred. 図3では、波長400nm以下の波長領域における光強度Iの波長積分値Iaが、波長400nm以上の波長領域における光強度Iの波長積分値Ibに対して20%以上である。 In Figure 3, the wavelength integral value Ia of the light intensity I at a wavelength region wavelength 400nm is 20% or more for a wavelength integral value Ib of the light intensity I in the above wavelength region wavelength 400nm.

図3に示すような発光スペクトルの紫外線ランプとしては、例えば、キセノン(Xe)フラッシュランプ、若しくはXeフラッシュランプに微量のハロゲン化金属や水銀(Hg)等の金属を含有するものが好適である。 The ultraviolet lamp emission spectrum shown in FIG. 3, for example, are preferred those containing xenon (Xe) flashlamp, or Xe flashlamp trace metal halide and mercury (Hg) and the like metals. 特に、エキシマレーザの放電部に比べて低コストで、且つ高い電流密度が得られる棒状ランプとして、微量の水銀を封入する水銀キセノン(Hg−Xe)フラッシュランプを使用するのが好ましい。 In particular, at a lower cost than the discharge portion of the excimer laser, and a high bar-shaped lamp current density is obtained, it is preferable to use mercury-xenon (Hg-Xe) flashlamp enclosing a small amount of mercury. 紫外線フラッシュランプの管球は、石英ガラスやサファイアガラス等の紫外線透過特性の良いものが好ましいが、硬質ガラスを使用しても良い。 Bulb UV flash lamp is is preferable good UV transmission properties such as quartz glass and sapphire glass may be used a hard glass.

Hg−Xeフラッシュランプに含まれる波長400nm以下の発光量は、図4に示すように、Hgを多く含むほど多くなる。 Emission amount of less than the wavelength 400nm included in Hg-Xe flash lamp, as shown in FIG. 4 increases as rich in Hg. このため、a−Si膜1dを多結晶化する目的の棒状ランプQ iとしては、水銀含有量の多いHg−Xeフラッシュランプ、好ましくは水銀含有量0.1mg/cc以上のHg−Xeフラッシュランプを使用すると良い。 Thus, a-Si as the rod-shaped lamp Q i purposes of polycrystalline films 1d, high mercury content Hg-Xe flash lamp, preferably a mercury content of 0.1 mg / cc or more Hg-Xe flashlamp the better to use. Xeの代わりにクリプトン(Kr)の棒状フラッシュランプを用いても良い。 Xe may be used a rod flash lamp krypton (Kr) instead of.

本発明の実施の形態に係る熱処理装置は、図1に示す複数の棒状ランプQ iの上方にそれぞれ配置された複数の反射鏡M i (i=1〜n、nは2以上の整数。)を更に有する。 Thermal processing apparatus according to an embodiment of the present invention, a plurality of reflecting mirrors disposed respectively above the plurality of rod-shaped lamps Q i shown in FIG. 1 M i (i = 1~n, n is an integer of 2 or more.) further comprising: a. 複数の反射鏡M iは、被処理基板1の方向とは異なる方向に発光する光をそれぞれ反射して、被処理基板1の方向に照射する。 A plurality of reflecting mirrors M i is the direction of the substrate 1 to respectively reflect the light emitted in different directions, is irradiated in the direction of the substrate 1. 複数の反射鏡M iのそれぞれは、放物面型であり、複数の棒状ランプQ iの光を反射して被処理基板1の方向に照射する。 Each of the plurality of reflecting mirrors M i, a parabolic, irradiated by reflected light of a plurality of rod-shaped lamps Q i in the direction of the substrate 1. 複数の反射鏡M iのそれぞれは、照度の均一化を図る働きを有し、放物面鏡の焦点位置にそれぞれ棒状ランプQ iを配置することにより平行光を得ることができる。 Each of the plurality of reflecting mirrors M i, has the function to achieve uniform illuminance can be obtained parallel light by arranging the respective bar-shaped lamp Q i at the focal point of the parabolic mirror. なお、放物面鏡の代わりに例えば、球面鏡又は平面鏡を用いても一定の目的を達成できる。 Incidentally, for example, instead of the parabolic mirror, a fixed object can be achieved also by using a spherical mirror or a plane mirror.

複数の棒状ランプQ iと制御回路部4との間には、図5に示すように、複数の電源回路X i (i=1〜n、nは2以上の整数。)がそれぞれ接続されている。 Between the plurality of rod-shaped lamps Q i and the control circuit unit 4, as shown in FIG. 5, a plurality of power supply circuits X i (i = 1~n, n is an integer of 2 or more.) Is connected there. 複数の電源回路X iは、複数の棒状ランプQ iにそれぞれ電流を供給する。 A plurality of power supply circuits X i supplies each current to a plurality of rod-shaped lamps Q i. 更に、制御回路部4は、中央処理制御装置(CPU)41と、CPU41に接続されるステージ駆動装置42と、複数の検出器D ij 、複数の電源回路X i及びCPU41にそれぞれ接続される複数の比較演算器Y i (i=1〜n、nは2以上の整数。)と、CPU41に接続される電流測定器44と、複数の電源回路X i及びCPU41に接続される電圧制御器45とを有する。 Furthermore, the control circuit unit 4, a plurality of the central processing unit (CPU) 41, a stage driving unit 42 connected to the CPU 41, a plurality of detectors D ij, is connected to a plurality of power supply circuits X i and CPU 41 comparator calculator Y i (i = 1~n, n is an integer of 2 or more.) with a current measuring device 44 connected to the CPU 41, the voltage controller is connected to a plurality of power supply circuits X i and CPU 41 45 with the door.

CPU41は、ステージ駆動装置42、複数の比較演算器Y i 、電流測定器44及び電圧制御器45をそれぞれ制御する。 CPU41 controls the stage driving unit 42, a plurality of comparator calculator Y i, the current measuring device 44 and voltage controller 45, respectively. ステージ駆動装置42は、光強度の分布を均一化するために、照射点位置をオーバーラップさせながら複数の棒状ランプQ iの光を照射するように、ステージ21を水平方向にスライドさせる。 Stage driving unit 42, in order to equalize the distribution of light intensity, so as to emit light of a plurality of rod-shaped lamps Q i while overlapping the irradiation point position, sliding the stage 21 in the horizontal direction. 複数の比較演算器Y iは、複数の棒状ランプQ iの下方にある複数の検出器D i1 、D i2 、・・・・・、D imによって測定される光強度の分布を基準値と比較する。 Comparison plurality of comparator calculator Y i, a plurality of detectors D i1 at the bottom of the plurality of rod-shaped lamps Q i, D i2, ·····, with a reference value distribution of light intensity measured by the D im to. 電流測定器44は、複数の棒状ランプQ iにそれぞれ供給する電流のピーク値及び半値を測定する。 Current measuring device 44 measures the peak value and the half of each current supplied to the plurality of bar-shaped lamps Q i. 電圧制御器45は、電流のピーク値が一定になるように複数の電源回路X iの電源電圧を微調整する。 Voltage controller 45, finely adjusts the power supply voltage of the plurality of power supply circuits X i so that the peak value of the current is constant.

ここで、i=1〜n(nは2以上の整数。)として、複数の棒状ランプQ iの下方にある複数の検出器D i1 ,D i2 ,・・・・・,D imによってそれぞれ測定される光強度をI i1 ,I i2 ,・・・・・,I imとすると、式(1)から光強度の平均値I iが求められる: Here, i = 1 to n (n is an integer of 2 or more.) As a plurality of detectors D i1 at the bottom of the plurality of rod-shaped lamps Q i, D i2, · · · · ·, respectively measured by the D im the light intensity I i1, I i2 being, ..., When I im, average I i of the light intensity from equation (1) is obtained:
(I i1 +I i2 +・・・・・+I im )/m=I i・・・(1) (I i1 + I i2 + ····· + I im) / m = I i ··· (1)
制御回路部4は、複数の比較演算器Y iのそれぞれによって、光強度I i1 ,I i2 ,・・・・・,I imの分布を基準値と比較する。 The control circuit unit 4, by each of the plurality of comparator calculator Y i, the light intensity I i1, I i2, ·····, is compared with a reference value distribution of I im. この比較により、光強度の平均値I iが基準値より低い場合に、光強度の平均値I iの電圧値をそれぞれの電源回路X iの電源電圧にフィードバックする。 This comparison, if the average value I i of the light intensity is lower than the reference value, the feedback voltage value of the average value I i of the light intensity to the power supply voltage of each of the power supply circuit X i. 例えば、電源電圧の電圧値を100Vずつ上昇させて、複数の棒状ランプQ iの出力をそれぞれ制御する。 For example, a voltage value of the power supply voltage is raised by 100 V, and controls a plurality of the output of the rod-shaped lamp Q i, respectively. 又、電流測定器44には、複数の電流プローブB i (i=1〜n、nは2以上の整数。)が接続されている。 Further, the current measuring device 44, a plurality of current probe B i (i = 1~n, n is an integer of 2 or more.) Are connected. 電流測定器44は、複数の棒状ランプQ iに供給する電流のピーク値及び半値を、複数の電流プローブB iを介して測定する。 Current measuring device 44, the peak value of the current supplied to the plurality of bar-shaped lamps Q i and the half-value, measured via a plurality of current probe B i. なお、CPU41には、光強度の分布等が表示できるように、表示装置100が接続されていても良い。 Note that the CPU 41, as the distribution and the like of the light intensity can be displayed, the display device 100 may be connected. この場合、CPU41は、光強度の情報等を表示装置100に入力することを制御する。 In this case, CPU 41 controls to enter the optical intensity information and the like on the display device 100.

複数の棒状ランプQ iの光をそれぞれ出力する放電回路としては、例えば図6に示すように、棒状ランプQ iと、棒状ランプQ iに接続される電源回路X iとを備えれば良い。 The discharge circuit which outputs light of a plurality of rod-shaped lamps Q i, for example, as shown in FIG. 6, and the rod-shaped lamp Q i, it Sonaere a power supply circuit X i connected to the rod-shaped lamp Q i. 更に、複数の棒状ランプQ iは、それぞれ、放電部32と、放電部32に接続されるトリガー回路33とを備える。 Furthermore, the plurality of rod-shaped lamps Q i, each comprise a discharge unit 32, and a trigger circuit 33 connected to the discharge unit 32. 放電部32は、端子31aを介して接地電位V SSに接続されている。 Discharge unit 32 is connected to the ground potential V SS via terminal 31a. 又、放電部32は、端子31bを介して複数の電源回路X iに接続されている。 Further, the discharge unit 32 is connected to a plurality of power supply circuits X i through the terminal 31b.

更に、複数の電源回路X iのそれぞれは、直流電源62と、直流電源62に接続される電源スイッチ63と、電源スイッチ63に接続される逆L型回路64と、電源スイッチ63と逆L型回路64との間のノードP 1に接続される抵抗R 1と、抵抗R 1に出力側が接続されるダイオード65とを有する。 Furthermore, each of the plurality of power supply circuits X i, a DC power supply 62, a power switch 63 which is connected to the DC power source 62, an inverse L type circuit 64 which is connected to the power switch 63, an inverted L and power switch 63 having a resistor R 1 connected to the node P 1 between the circuit 64, the resistor R 1 and a diode 65 which output is connected. 直流電源62は、端子61aを介して接地電位V SSに接続されている。 DC power supply 62 is connected to the ground potential V SS via terminal 61a. ダイオード65は、端子61bを介して接地電位V SSに接続されている。 Diode 65 is connected to the ground potential V SS via terminal 61b. 逆L型回路64は、端子61cを介して接地電位V SSに接続されている。 Inverted L circuit 64 is connected to the ground potential V SS via terminal 61c. 又、逆L型回路64は、端子61dを介して棒状ランプQ iに接続されている。 Further, inverted L circuit 64 is connected to a rod-shaped lamp Q i through the terminal 61d. 更に、逆L型回路64は、電源スイッチ63に接続される抵抗R 2と、抵抗R 2と端子61dとの間のノードP 2に接続されるキャパシタ66とを有する。 Further, inverted L type circuit 64 includes a resistor R 2 connected to the power supply switch 63 and a capacitor 66 connected to the node P 2 between the resistor R 2 and the terminal 61d. キャパシタ66は、端子61cを介して接地電位V SSに接続されている。 Capacitor 66 is connected to the ground potential V SS via terminal 61c. 又、棒状ランプQ iに供給する電流のピーク値及び半値は、電流測定器44によって複数の電流プローブB iを介して測定される。 Further, the peak value and the half value of the current supplied to the rod-shaped lamp Q i is measured via a plurality of current probe B i by a current measuring device 44.

図6に示す放電回路において、先ず電源スイッチ63が閉じられ,逆L型回路64のキャパシタ66に直流電源62からの電荷が蓄積される。 In the discharge circuit shown in FIG. 6, firstly the power supply switch 63 is closed, the charge from the DC power supply 62 to the capacitor 66 of the inverted L-type circuit 64 is accumulated. 次に,電源スイッチ63が開かれ,トリガー回路33からパルス波等の信号が発せられることにより,キャパシタ66に蓄積された電荷が放電部32へ移動し,パルス状の紫外光が過渡的に発生する。 Next, open the power switch 63, by the signal of a pulse wave or the like from the trigger circuit 33 is issued, the charge stored in the capacitor 66 is moved to the discharge unit 32, pulsed ultraviolet light is transiently generated to.

〈熱処理方法〉 <Heat treatment method>
(イ)本発明の実施の形態に係る熱処理装置においては、先ず、被処理基板1をステージ21に載置しない、無負荷の状態で、複数の棒状ランプQ の軸出しを行う。 In the heat treatment apparatus according to the embodiment of (i) the present invention, first, does not place the target substrate 1 on the stage 21, in a state of no load, it performs axial centering of a plurality of rod-shaped lamps Q i. 図2に示すように、棒状ランプQ 1の中心軸に沿って、検出器D 11 ,D 12 ,・・・・・,D 1mが複数個、1次元配列され、棒状ランプQ 2の中心軸に沿って、検出器D 21 ,D 22 ,・・・・・,D 2mが複数個、・・・・・、棒状ランプQ nの中心軸に沿って、検出器D n1 ,D n2 ,・・・・・,D nmが複数個、1次元配列されているので、先ず、それぞれの棒状ランプQ iについて、検出器D i1 、D i2 、・・・・・、D imで測定される光強度が一定となるように、棒状ランプQ iのそれぞれの軸出しを行う。 As shown in FIG. 2, along the central axis of the rod-shaped lamp Q 1, the detector D 11, D 12, ·····, D 1m a plurality, are arranged one-dimensionally, the center axis of the rod-shaped lamp Q 2 along the detector D 21, D 22, ·····, D 2m a plurality, ..., along the central axis of the rod-shaped lamp Q n, the detector D n1, D n2, · .... since D nm a plurality are arranged one-dimensionally, firstly, for each of the rod-shaped lamp Q i, the detector D i1, D i2, · · · · ·, the light measured by the D im as the intensity is constant, it performs respective axes out of the rod-shaped lamp Q i. このため、図1に示すステージ21は、図2に示すように、複数の棒状ランプQ iの軸方向に垂直な回転軸に関して回転可能なゴニオ機能を有する。 Thus, the stage 21 shown in FIG. 1, as shown in FIG. 2, having a rotatable goniometer functions with respect to axis of rotation perpendicular to the axial direction of the plurality of rod-shaped lamps Q i. 棒状ランプQ iの軸出しをするためには、1次元配列の個数m≧3が好ましい。 To the shaft out of the rod-shaped lamp Q i is the one-dimensional array number m ≧ 3 preferred. 1次元配列の個数m=3であれば、中央部と両端部の光強度が一定となるように、棒状ランプQ iのそれぞれの軸出しを行うことが可能になる。 If the number m = 3 in the one-dimensional array, so that the light intensity of the central portion and both end portions is constant, it is possible to perform the respective axes out of the rod-shaped lamp Q i. 更に、図2において、縦方向に複数の棒状ランプを使用するのであれば、1次元配列の個数mは、その縦方向に配列される棒状ランプの個数に応じて、3の倍数に選ぶことが好ましい。 Further, in FIG. 2, if the vertical direction of using multiple rod-shaped lamps, the number m of one-dimensional array, according to the number of bar-shaped lamp arranged in its longitudinal direction, be chosen multiple of 3 preferable. 一方、図6に示すように、それぞれの棒状ランプQ iの放電電流の電流波形は、電流プローブB iを用い、オシロスコープ等でモニターする。 On the other hand, as shown in FIG. 6, the current waveform of the discharge current of the respective rod-shaped lamp Q i, using a current probe B i, monitored by an oscilloscope or the like. 電流プローブB iで測定した電流波形のピーク値をフィードバックし、複数の電源回路X iのそれぞれ電源電圧をそれぞれ独立に微調整する。 Feeding back the peak value of the current waveform measured with a current probe B i, fine adjustment of the respective supply voltages of the plurality of power supply circuits X i independently. 均一な温度分布を得る目的の場合であれば、一般には、電流波形のピーク値が一定となるように、複数の電源回路X iのそれぞれ電源電圧を微調整すれば良い。 In the case the purpose of obtaining a uniform temperature distribution, in general, so that the peak value of the current waveform is constant, the respective supply voltages of the plurality of power supply circuits X i may be finely adjusted.

(ロ)次に、被処理基板1をステージ21上に載置し、ステージ21上に固定する。 (B) Next, the target substrate 1 is placed on the stage 21, fixed on the stage 21. そして、複数の検出器D 21 ,D 22 ,・・・・・,D 2mで、それぞれの棒状ランプQ iのアニール時の強度変化をモニターし、それぞれの棒状ランプQ iへの入力エネルギーを調整する。 Then, a plurality of detectors D 21, D 22, ·····, in D 2m, monitoring the intensity changes during annealing of the respective bar-shaped lamp Q i, adjusting the input energy to each of the rod-shaped lamp Q i to. 即ち、複数の棒状ランプQ iからの紫外光が、図7に示すように、被処理基板1に照射されると、複数の検出器D ijは、複数の棒状ランプQ iの光を被処理基板1及び図2に示すピンホールH i1 、H i2 、・・・・・、H imを介して、それぞれ受光して光強度I ijを測定する。 That is, the ultraviolet light from the plurality of bar-shaped lamps Q i, as shown in FIG. 7, when it is irradiated onto the substrate 1, a plurality of detectors D ij is treated with light of a plurality of rod-shaped lamps Q i pinhole H i1 shown in the substrate 1 and FIG. 2, H i2, ·····, through the H im, each receiving measuring light intensity I ij. 複数の検出器D ijとして、それぞれ焦電型検出器を用いている場合は、焦電型検出器は、被処理基板1を光フィルタとして棒状ランプQ iの発光スペクトルの内、被処理基板1を透過する光の成分と、被処理基板1が加熱されたことによる熱エネルギーを同時に検出する。 As a plurality of detectors D ij, if you are using the respective pyroelectric detector, a pyroelectric detector, of the emission spectrum of the rod-shaped lamp Q i the target substrate 1 as an optical filter, the substrate to be processed 1 and light components transmitted through the to detect the heat energy due to the target substrate 1 is heated at the same time. 制御回路部4のそれぞれの比較演算器Y iは、それぞれ測定された光強度I i1 ,I i2 ,・・・・・,I imの平均値I iを、式(1)のように求める。 Each comparison calculator Y i of the control circuit unit 4, the light intensity was measured each I i1, I i2, · · · · ·, the average value I i of I im, determined by the equation (1). 式(1)で示される各光強度平均値I iは、それぞれの比較演算器Y iにおいて、基準値と比較される。 Each light intensity average value I i of the formula (1), in each of the comparison operation unit Y i, are compared with a reference value. 制御回路部4は、対応する電源回路X pの直流電源62の電圧値を制御し、対応する棒状ランプQ pの出力をそれぞれ独立に制御する。 The control circuit unit 4 controls the voltage value of the DC power supply 62 of the corresponding power supply circuit X p, to control the output of the corresponding rod-shaped lamp Q p independently. 均一な温度分布を得る目的の場合であれば、制御回路部4は、特定の棒状ランプQ pの光強度平均値I pが基準値より低い場合に、対応する電源回路X pの直流電源62の電圧値を一定電圧ステップ、例えば、100Vずつ上昇させて、対応する棒状ランプQ pの出力を増大させる。 In the case the purpose of obtaining a uniform temperature distribution, the control circuit unit 4, when the light intensity average value I p of the specific rod-shaped lamp Q p is lower than the reference value, the DC power source 62 of the corresponding power supply circuit X p constant voltage step a voltage value of, for example, it is raised by 100 V, to increase the output of the corresponding rod-shaped lamp Q p. 逆に、特定の棒状ランプQ qの光強度平均値I qが基準値より低い場合に、対応する電源回路X qの直流電源62の電圧値を一定電圧ステップで減少させ、対応する棒状ランプQ qの出力を減少させる。 Conversely, when the light intensity average value I q of a particular rod-shaped lamp Q q is lower than the reference value, it reduces the voltage value of the DC power source 62 of the corresponding power supply circuit X q at a constant voltage step, the corresponding rod-shaped lamp Q reducing the output of q. すべての棒状ランプQ qの出力を均一化するだけでなく、複数の棒状ランプQ の配列の両端部の出力のみを高くするような調整も可能である。 Not only to equalize the outputs of all of the rod-shaped lamp Q q, it is adjustment possible to increase only the output at both ends of the array of rod-shaped lamps Q i. いずれにせよ、このようにして、複数の検出器D i1 、D i2 、・・・・・、D imによって測定される光強度を各電源回路X iにフィードバックすることにより、所望の温度分布を得ることが可能になる。 In any case, this way, a plurality of detectors D i1, D i2, · · · · ·, by feeding back the light intensity measured by the D im in the power circuits X i, the desired temperature distribution get it becomes possible.

(ハ)この際、電流プローブB iで測定した電流波形のピーク値をフィードバックし、複数の電源回路X iのそれぞれ電源電圧をそれぞれ独立に微調整する。 (C) In this case, by feeding back the peak value of the current waveform measured with a current probe B i, fine adjustment of the respective supply voltages of the plurality of power supply circuits X i independently. 均一な温度分布を得る目的の場合であれば、ピーク電流値が一定化するように各電源回路X iの電源電圧を調整する。 In the case the purpose of obtaining a uniform temperature distribution, the peak current value to adjust the supply voltage of the power supply circuits X i to constant reduction. 即ち、図3に示す電流測定器44は、それぞれの棒状ランプQ iに供給する電流のピーク値及び半値を複数の電流プローブB iを介して測定し、電圧制御器45は、電流のピーク値が一定になるように各電源回路X iの電源電圧を微調整する。 That is, the current measuring device 44 shown in FIG. 3, the peak value and the half value of the current supplied to each of the bar-shaped lamp Q i measured via a plurality of current probes B i, the voltage controller 45, the peak value of the current There fine adjustment of the supply voltage of the power supply circuits X i to be constant.

本発明の実施の形態に係る熱処理装置によれば、制御回路部4が、複数の検出器D i1 、D i2 、・・・・・、D imによって測定される光強度I i1 、I i2 、・・・・・、I imの平均値I iに基づいて、光強度の平均値I iを電圧値として各電源回路X iの電源電圧にフィードバックし、それぞれの棒状ランプQ iの出力をそれぞれ制御することができる。 According to the heat treatment apparatus according to the embodiment of the present invention, the control circuit unit 4, a plurality of detectors D i1, D i2, · · · · ·, the light intensity is measured by D im I i1, I i2, ..., based on the average value I i of I im, by feeding back the average value I i of the light intensity as a voltage value to the power supply voltage of the power supply circuits X i, the output of each of the rod-shaped lamp Q i, respectively it is possible to control. 更に、電圧制御器45が、電流のピーク値が一定になるように各電源回路X iの電源電圧を微調整することができる。 Furthermore, it is possible that the voltage controller 45, fine adjustment of the supply voltage of the power supply circuits X i so that the peak value of the current is constant. この結果、本発明の実施の形態の熱処理装置によれば、大面積の被処理基板1に対し、所望の光強度分布を得て、所望の温度分布を実現することができる。 As a result, according to the heat treatment apparatus of the embodiment of the present invention, with respect to the target substrate 1 having a large area, to obtain a desired light intensity distribution, it is possible to realize a desired temperature distribution. 例えば、約930mm×720mm程度の大面積の被処理基板1に対して、光強度分布及び温度分布のバラツキを5%以下に押さえることが可能である。 For example, it is possible to suppress against the target substrate 1 having a large area of ​​about 930 mm × 720 mm, the variation in the light intensity distribution and the temperature distribution than 5%.

〈半導体装置の製造方法〉 <Method of manufacturing a semiconductor device>
次に、本発明の実施の形態に係る半導体装置の製造方法について、a−Si膜の多結晶化を例に説明するが、本発明の半導体装置の製造方法は、a−Si膜の多結晶化に限定されるものではない: Next, a method of manufacturing a semiconductor device according to the embodiment of the present invention will be described as an example a multi-crystallization of the a-Si film, a method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, polycrystalline a-Si film the present invention is not limited to reduction:
(イ)先ず、図7に示すように、例えば、約930mm×720mmの大面積の透明基板1aを用意する。 (A) First, as shown in FIG. 7, for example, preparing a transparent substrate 1a of a large area of ​​about 930 mm × 720 mm. 透明基板1aの具体例は、ガラス基板である。 Specific examples of the transparent substrate 1a is a glass substrate. そして、この透明基板(ガラス基板)1aの上面に厚さ20〜100nm程度のシリコン窒化膜(SiN X膜)1b、SiN X膜1bの上に厚さ50〜150nm程度のシリコン酸化膜(SiO X膜)1cを順次CVD法等により堆積する(具体的には、SiN X膜1bはSi 34膜であることが好ましく、SiO X膜1cはSiO 2膜であることが好ましいが、目的によっては、必ずしも化学量論的組成である必要はない。)。 Then, the transparent substrate (glass substrate) 1a thickness 20~100nm about silicon nitride film on the upper surface of (SiN X film) 1b, the thickness 50~150nm about silicon oxide film on the SiN X film 1b (SiO X the membrane) 1c sequentially deposited by CVD or the like (specifically, it is preferable that SiN X film 1b is a Si 3 N 4 film, it is preferable SiO X film 1c is SiO 2 film, the objective is need not necessarily be a stoichiometric composition.). 更に、SiO X膜1cの上に厚さ20〜100nm程度のa−Si膜(被処理用半導体膜)1dを、CVD法等により堆積し、大面積の被処理基板1を用意する。 Furthermore, an a-Si film (the processing semiconductor film) 1d having a thickness of about 20~100nm on the SiO X film 1c, is deposited by CVD or the like, to prepare the target substrate 1 having a large area.

(ロ)次に、図1に示すステージ21の上面に被処理基板1を、載置し、固定する。 (B) Next, the target substrate 1 to the upper surface of the stage 21 shown in FIG. 1, is mounted and fixed. 大面積の被処理基板1の長手方向と、ステージ21の移動可能な水平方向を一致させ、ステージ21に固定する。 The longitudinal direction of the substrate 1 having a large area, to match the movable horizontal direction of the stage 21 and fixed to the stage 21. ステージ21は、被処理基板1の反応性を高めるために加温等がされていても良い。 Stage 21, may be warming or the like in order to enhance the reactivity of the substrate 1. 次に、窒素(N 2 )ガス、アルゴン(Ar)ガス、ヘリウム(He)ガス等の不活性ガス、或いはこれらの不活性ガスのいずれかと酸素(O 2 )との混合ガス等の処理用ガスを、ガス導入ポート22からマスフローコントローラ等で制御し、余分なガスをガス排気ポート23から排気しながら、処理室2内のアニール雰囲気ガスの流量と分圧を調整する。 Then, nitrogen (N 2) gas, argon (Ar) gas, helium (He) inert gas such as a gas, or process gas of mixed gas of any of these inert gases and oxygen (O 2) the controls by the mass flow controller or the like from the gas inlet port 22, the excess gas while exhausting from the gas exhaust port 23, to adjust the flow rate and partial pressure of the annealing atmosphere gas in the processing chamber 2. なお、処理室10内の雰囲気は真空でも良い。 Incidentally, the atmosphere in the processing chamber 10 may be a vacuum. 真空の場合は,窓24の直下にダミーのガラス板を配置し,熱処理によるSiの蒸着による窓のくもりを防止するのが好ましい。 For vacuum, placing the dummy glass plate directly below the window 24 is preferable to prevent fogging of the window due to the deposition of Si by thermal treatment. ダミーのガラス板は,定期的に交換すれば良い。 Glass plate of the dummy may be replaced periodically.

(ハ)処理用ガスを流した状態(若しくは真空減圧状態)で、図6のトリガー回路33からパルス波等の信号が発せられると、複数の電源回路X iのそれぞれのキャパシタ66に蓄積されている電荷が、対応する棒状ランプQ iの放電部32へ移動する。 (C) under a stream of process gas (or vacuum reduced pressure state), the signal of a pulse wave such as from a trigger circuit 33 in FIG. 6 is issued, is stored in the capacitors 66 of the plurality of power supply circuits X i It charges there are moves to the discharge portion 32 of the corresponding rod-shaped lamp Q i. その結果、それぞれの棒状ランプQ iは、第1出力レベルの紫外光を発生し、図7に示すように、第1出力レベルの紫外光がa−Si膜1dを照射し、更に、一部はa−Si膜1dを透過し、複数の検出器D i1 、D i2 、・・・・・、D imまで到達する。 As a result, each of the rod-shaped lamp Q i, the ultraviolet light of the first output level occurs, as shown in FIG. 7, the ultraviolet light of the first output level is irradiated with a-Si film 1d, In addition, some is transmitted through the a-Si film 1d, a plurality of detectors D i1, D i2, ·····, reaches D im. 即ち、被処理基板1を光フィルタとして棒状ランプQ iの発光スペクトルの内、a−Si膜1dを透過する主に赤外光の主成分とする光が、複数の検出器D i1 、D i2 、・・・・・、D imに到達するが、更に、a−Si膜1dが加熱されたことによる熱エネルギーが同時に複数の検出器D i1 、D i2 、・・・・・、D imに到達する。 That is, among the emission spectrum of the rod-shaped lamp Q i the target substrate 1 as an optical filter, the light mainly in the infrared light main component transmitted through the a-Si film 1d is formed by a plurality of detectors D i1, D i2 , ..., and reaches the D im, further, a-Si film 1d thermal energy due to being heated is plural simultaneously detectors D i1, D i2, ..., in D im arriving.

(ニ)複数の検出器D i1 、D i2 、・・・・・、D imは、対応する棒状ランプQ iの第1出力レベルの紫外光と、a−Si膜1dが加熱されたことによる熱エネルギーを被処理基板1及び図2に示すピンホールH i1 、H i2 、・・・・・、H imを介してそれぞれ受光して、第1の光強度I i1 、I i2 、・・・・・、I imを測定する。 (D) a plurality of detectors D i1, D i2, ·····, D im is by the ultraviolet light of the first output level of the corresponding rod-shaped lamp Q i, is a-Si film 1d was heated pinhole H i1 showing the thermal energy to the target substrate 1 and FIG. 2, H i2, ·····, respectively received through the H im, first light intensity I i1, I i2, ··· ..., to measure the I im. 制御回路部4のそれぞれの比較演算器Y iが、それぞれ測定された第1の光強度I i1 ,I i2 ,・・・・・,I imの平均値I iを求め、各第1の光強度の平均値I iは、それぞれの比較演算器Y iにおいて、基準値と比較される。 Each comparison calculator Y i of the control circuit unit 4, the first light intensity I i1 measured respectively, I i2, · · · · ·, the average value I i of I im, the first light mean value I i of the intensity in each of the comparison operation unit Y i, are compared with a reference value. 特定の棒状ランプQ pの第1出力レベルの紫外光の強度平均値I pが基準値より低い場合に、対応する電源回路X pの直流電源62の電圧値を一定電圧ステップで上昇させて、対応する棒状ランプQ pの出力を増大させる。 In the particular case of the rod-shaped lamp Q first intensity average value I p of the output level of the ultraviolet light p is lower than the reference value, by increasing the voltage value of the DC power source 62 of the corresponding power supply circuit X p at a constant voltage steps, increasing the output of the corresponding rod-shaped lamp Q p. 逆に、特定の棒状ランプQ qからの紫外光の強度平均値I qが基準値より高い場合に、対応する電源回路X qの直流電源62の電圧値を一定電圧ステップで減少させ、対応する棒状ランプQ qの出力を減少させる。 Conversely, if the ultraviolet light intensity average value I q from a particular bar-shaped lamp Q q higher than the reference value, reduces the voltage value of the DC power source 62 of the corresponding power supply circuit X q at a constant voltage step, the corresponding reducing the output of the rod-shaped lamp Q q. このようにして、複数の検出器D i1 、D i2 、・・・・・、D imによって測定される第1出力レベルの紫外光の光強度を各電源回路X iにフィードバックすることにより、大面積の被処理基板1の全面に対し、所望の温度分布を得ることが可能になる。 In this way, the plurality of detectors D i1, D i2, · · · · ·, by feeding back the light intensity of ultraviolet light of the first output level measured by the D im in the power circuits X i, large to be processed in the entire surface of the substrate 1 of the area, it is possible to obtain a desired temperature distribution. この際、電流プローブB iを介して測定されたピーク電流値が一定化するように各電源回路X iの電源電圧を調整する。 In this case, the peak current value measured through the current probe B i to adjust the supply voltage of the power supply circuits X i to constant reduction. このように、発光強度分布を調整して、それぞれの棒状ランプQ iから出力した第1出力レベルの紫外光は,a−Si膜1dに照射され、紫外光が照射されたa−Si膜1dからa−Siのダングリングボンドに結合した水素が脱離される。 Thus, by adjusting the luminous intensity distribution, the ultraviolet light of the first output level output from each of the rod-shaped lamp Q i is, a-Si is irradiated to the film 1d, a-Si film 1d of the ultraviolet light is irradiated hydrogen bonded to dangling bonds of a-Si from is desorbed.

(ホ)更に、処理用ガスを流した状態(若しくは真空減圧状態)で、図5に示す電圧制御器は、各電源回路X iの電源電圧を第1出力レベルよりもピーク値が高い第2出力レベルの紫外光が、それぞれの棒状ランプQ iから出力されるように調整する。 (E) Further, under a stream of process gas (or vacuum reduced pressure state), the voltage controller shown in FIG. 5, the power circuits X i is higher peak value than the supply voltage first output level of the second ultraviolet light output level is adjusted so as to be outputted from each of the rod-shaped lamp Q i. この際、図6に示すキャパシタ66を切り替えて、第1出力レベルよりもパルスの半値幅が短いパルスにすることが好ましい。 In this case, by switching the capacitor 66 shown in FIG. 6, it is preferable that the half-value width of the pulse than the first power level is in short pulses. 例えば、パルス半値幅として1ms以下が好ましく、50μs以下がより好ましい。 For example, preferably less than 1ms as the pulse half width, more preferably at most 50 [mu] s. 第2出力レベルの紫外光がa−Si膜1dを照射すると、一部はa−Si膜1dを透過し、複数の検出器D i1 、D i2 、・・・・・、D imまで到達する。 When ultraviolet light of the second power level irradiates the a-Si film 1d, a portion passes through the a-Si film 1d, a plurality of detectors D i1, D i2, ·····, reaches D im . 複数の検出器D i1 、D i2 、・・・・・、D imが、対応する棒状ランプQ iの第2出力レベルの紫外光を被処理基板1及び図2に示すピンホールH i1 、H i2 、・・・・・、H imを介してそれぞれ受光して第2の光強度I i1 、I i2 、・・・・・、I imを測定する。 A plurality of detectors D i1, D i2, ·····, D im is the corresponding rod-shaped lamp Q pinhole H i1 indicating the ultraviolet light of the second output level to the target substrate 1 and 2 i, H i2, · · · · ·, a second light intensity respectively received through the H im I i1, I i2, ·····, measuring the I im. 制御回路部4のそれぞれの比較演算器Y iが、それぞれ測定された第2の光強度I i1 ,I i2 ,・・・・・,I imの平均値I iを求め、各第2の光強度の平均値I iは、それぞれの比較演算器Y iにおいて、基準値と比較され、棒状ランプQ iの第2出力レベルの紫外光の光強度が調整される。 Each comparison calculator Y i of the control circuit unit 4, a second light intensity I i1 measured respectively, I i2, · · · · ·, the average value I i of I im, the second light mean value I i of the intensity in each of the comparison operation unit Y i, are compared with the reference value, the light intensity of ultraviolet light of a second output level of the rod-shaped lamp Q i is adjusted. このようにして、大面積の被処理基板1の全面に対し、所望の温度分布を得ることが可能になる。 In this way, to be processed in the entire surface of the substrate 1 having a large area, it is possible to obtain a desired temperature distribution. この際、電流プローブB iを介して測定されたピーク電流値が一定化するように各電源回路X iの電源電圧を調整されるのは、第1出力レベルの紫外光の場合と同様である。 At this time, a peak current value measured through the current probe B i is adjusted power supply voltage of the power supply circuits X i to constant reduction is similar to that of the ultraviolet light of the first output level . このように、第2出力レベルの紫外光の発光強度分布が調整されて、a−Si膜1dに照射され、紫外光が照射されたa−Si膜1dは、瞬時に溶融し、大面積のa−Si膜1dが多結晶化する。 Thus, the emission intensity distribution of the ultraviolet light of the second output level is adjusted is irradiated on the a-Si film 1d, a-Si film 1d of the ultraviolet light is irradiated, melted instantly, a large area a-Si film 1d is polycrystalline.

本発明の実施の形態に係る半導体装置の製造方法によれば、大面積のa−Si膜1dに対して、所望の熱処理の温度分布を実現できる。 According to the method of manufacturing a semiconductor device according to the embodiment of the present invention, with respect to a-Si film 1d having a large area can be realized the temperature distribution of the desired heat treatment. そのため、短時間で大面積のa−Si膜1dを均一に多結晶化することができる。 Therefore, it is possible to uniformly polycrystallize a-Si film 1d having a large area in a short time. その結果、本発明の実施の形態に係る半導体装置の製造方法によれば、大面積の全面に渡り、移動度10〜500cm 2 /Vs,平均粒径0.25〜0.35μm程度のポリシリコン膜を得ることが可能となるので、面内均一性の高い大面積・高品質のポリシリコン膜を、安価で短時間に製造できる。 As a result, according to the method of manufacturing a semiconductor device according to the embodiment of the present invention, over the entire surface of a large area, the mobility 10~500cm 2 / Vs, poly-silicon having an average particle size 0.25~0.35μm since it is possible to obtain a film, a polysilicon film having a high in-plane uniformity large area, high quality, it can be produced in a short time at low cost. 更に、又、エキシマレーザの放電部に比べ安価な棒状ランプを使用しているので、半導体装置の製造コストの低減が可能となる。 Moreover, also because it uses inexpensive rod-shaped lamp than in the discharge portion of the excimer laser, it is possible to reduce the manufacturing cost of the semiconductor device.

(その他の実施の形態) (Other embodiments)
上記のように、本発明は上記の実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。 As described above, the present invention has been described by the above embodiments, the description and drawings which constitute part of this disclosure should not be understood as limiting the invention. この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。 Various alternative embodiments to those skilled in the art from this disclosure, examples and operational techniques will be apparent.

例えば、複数の棒状ランプQ iからの第2出力レベルの紫外光強度分布は、図9に示すように、それぞれの棒状ランプQ iからの距離やランプ光の重なり具合により異なる。 For example, second ultraviolet light intensity distribution of the output levels from the plurality of bar-shaped lamps Q i, as shown in FIG. 9 differs by degree of overlap distance or lamp light from each of the rod-shaped lamp Q i. このため、光強度Iの照射部分Kでの分布に斑が生じる。 Therefore, unevenness occurs in the distribution in the irradiated portion K of the light intensity I. そこで、光強度Iの分布を均一化するために、図5に示すステージ駆動装置42を用いて、ステージ21を水平方向にスライドさせて、照射点位置をオーバーラップさせながら対応する棒状ランプQ iの第2出力レベルの紫外光を照射するようにしても良い。 Therefore, in order to equalize the distribution of light intensity I, using the stage driving device 42 shown in FIG. 5, by sliding the stage 21 in the horizontal direction, the rod-shaped lamp Q i corresponding while overlapping the irradiation point position it may be irradiated with ultraviolet light of the second output level. 具体的には、図12に示すように、領域α、領域β、・・・・・に対応する棒状ランプQ iから光をそれぞれ照射した後に、ステージ駆動装置42がステージ21を被処理基板1の長手方向にスライドさせる。 Specifically, as shown in FIG. 12, regions alpha, region beta, rod-shaped lamp Q i from light after irradiation, respectively, the stage driving device 42 is a substrate to be processed to the stage 21 1 corresponding to the ..... to longitudinally slide. 続いて、図13に示すように、領域αの半分と領域βの半分とからなるオーバーラップ領域αβ、領域βの半分と領域γの半分とからなるオーバーラップ領域βγ、・・・・・に、対応する棒状ランプQ iの第2出力レベルの紫外光をそれぞれ照射するようにしても良い。 Subsequently, as shown in FIG. 13, the region α in half and region β half the overlap region αβ consisting of, the overlap region βγ consisting half of half region β and area gamma, the ..... it may be ultraviolet light of a second output level of the corresponding rod-shaped lamp Q i be irradiated, respectively.

図1では、処理室2の内部の、処理室2の底面上にステージ21が収納されている場合を説明した。 In Figure 1, the inside of the processing chamber 2, the stage 21 on the bottom surface of the processing chamber 2 has been described the case housed. しかし、図9に示すように、ステージ21が処理室2の一部をなすように構成しても良い。 However, as shown in FIG. 9, the stage 21 may be configured to form a part of the processing chamber 2. 図9に示す熱処理装置においては、図1の複数のピンホールH ijの位置に対応して、背面窓W ij (i=1〜n,j=1〜m;n,mは2以上の整数。)がオーリング等により、処理室2の機密性を維持するように固定されている。 In the heat treatment apparatus shown in FIG. 9, corresponding to the positions of the plurality of pin holes H ij in FIG. 1, the rear window W ij (i = 1~n, j = 1~m; n, m is an integer of 2 or more .) is the O-ring or the like, and is fixed so as to maintain the confidentiality of the processing chamber 2. 大気圧による熱処理等の場合は、オーリング等による機密性維持は不要である。 For heat treatment by the atmospheric pressure, confidentiality maintained by the O-ring or the like is not required. 図9では、処理室2の上方に配置された複数の棒状ランプQ i (i=1〜n、nは2以上の整数。)の中心軸の位置を、平行投影した位置において、背面窓W ijを介して、複数の検出器D ij (i=1〜n,j=1〜m;n,mは2以上の整数。)が配置され、複数の検出器D ijによって光強度を測定することが可能である。 In Figure 9, a plurality of rod-shaped lamps arranged above the processing chamber 2 Q i (i = 1~n, n is an integer of 2 or more.) The position of the center axis of the parallel projection position, the rear window W through a ij, a plurality of detectors D ij (i = 1~n, j = 1~m;. n, m is an integer of 2 or more) are arranged to measure the light intensity by a plurality of detectors D ij It is possible. ステージ21を水平方向(図9の紙面に向かって左右方向)に移動する場合は、処理室2と一体で移動する必要があり、ガス導入ポート22やガス排気ポート23にはベローチューブやフレキシブルパイプ等の可撓性のある配管で接続しておけば良い。 When moving the stage 21 in the horizontal direction (left-right direction toward the paper surface of FIG. 9), it is necessary to move integrally with the processing chamber 2, the gas introduction port 22 and the gas exhaust port 23 is bellows tube or flexible pipe it is sufficient to connection of a flexible pipe and the like.

図1を用いて説明した熱処理装置では、ほぼ常圧(大気圧)での熱処理を主に説明した。 In the heat treatment apparatus described with reference to Figure 1, it was mainly described heat treatment at approximately atmospheric pressure (atmospheric pressure). しかし、本発明のランプ加熱による処理は、単なる熱処理に限定されるものではなく、CVD炉やエピタキシャル成長炉等にも適用可能である。 However, treatment by lamp heating of the present invention is not limited to the mere heat treatment is also applicable to CVD furnace and an epitaxial growth furnace. CVD炉やエピタキシャル成長炉の場合は、図1に示したガス導入ポート22からモノシラン(SiH 4 )、ジシラン(Si 26 )、アンモニア(NH 3 )等の反応性のソースガスをキャリアガスとともに導入すれば良い。 For CVD reactors and the epitaxial growth furnace, monosilane (SiH 4) from the gas inlet port 22 shown in FIG. 1, disilane (Si 2 H 6), ammonia (NH 3) introducing a reactive source gas with a carrier gas such as it is sufficient. 更に、アルシン(AsH 3 )、フォスフィン(PH 3) 、ジボラン(B 26 )等のドーピングガスをガス導入ポート22から同に導入しても良い。 Further, arsine (AsH 3), phosphine (PH 3), the doping gas such as diborane (B 2 H 6) may be introduced in the same from the gas inlet port 22. 特に、紫外(UV)光を含む棒状ランプQ 1で加熱するCVDやエピタキシャル成長の場合は、表面マイグレーション等の表面反応を紫外線エネルギーが促進するので、CVD温度やエピタキシャル成長温度を低温化し、より高品位の半導体膜や絶縁膜を堆積可能になる。 Particularly, in the case of CVD or epitaxial growth heating bar-shaped lamp Q 1 containing ultraviolet (UV) light, since the surface reaction such as surface migration ultraviolet energy promotes the CVD temperature and the epitaxial growth temperature and low temperature, the higher quality allowing deposition of the semiconductor film or an insulating film.

CVD炉やエピタキシャル成長炉に適用する場合は、図10に示すように、処理室2の底部に裏面窓24bを設け、機密性を維持し、この裏面窓24bを介して、複数の検出器D ij (i=1〜n,j=1〜m;n,mは2以上の整数。)が光強度を測定するように構成しても良い。 When applied to CVD furnaces and epitaxial growth furnace, as shown in FIG. 10, the back surface window 24b provided on the bottom of the processing chamber 2, maintaining confidentiality, through the back side window 24b, a plurality of detectors D ij (i = 1~n, j = 1~m;. n, m is an integer of 2 or more) may be configured to measure light intensity. 図10の構造の場合も、被処理基板1を熱処理中に水平方向(図9の紙面に向かって左右方向)に移動する必要がある場合は、処理室2と一体で移動する必要があるので、ガス導入ポート22やガス排気ポート23にはベローチューブやフレキシブルパイプ等の可撓性のある配管で接続しておけば良い。 In the case of the structure of FIG. 10, because if you need to move in the horizontal direction during the heat treatment the processed substrate 1 (the left-right direction toward the paper surface of FIG. 9), it is necessary to move integrally with the processing chamber 2 , it is sufficient to connect a pipe having flexibility such as a bellows tube or flexible pipe to the gas introduction port 22 and the gas exhaust port 23. 図10の構造の場合は、裏面窓24bを介して光が入射するので、図1に示したピンホールH ijは不要である。 For the structure of Figure 10, since the light incident through the back surface window 24b, the pinhole H ij shown in FIG. 1 is not required. 但し、棒状ランプQ iの出力や検出器D ijの感度の関係で、入射光を制限する必要があれば、別途ピンホールを、裏面窓24bと検出器D ijの間に挿入すれば良い。 However, in relation to the sensitivity of the output and the detector D ij of the rod-shaped lamp Q i, if it is necessary to restrict the incident light, a separate pinhole, may be inserted between the detector D ij the back window 24b.

或いは、図11に示すように、全体が透明な材料で、処理室2を構成し、処理室2の壁面(裏面)を介して、複数の検出器D ij (i=1〜n,j=1〜m;n,mは2以上の整数。)が光強度を測定するように構成することも可能である。 Alternatively, as shown in FIG. 11, the whole of a transparent material, constitutes the processing chamber 2 through the wall surface of the processing chamber 2 (the back surface), a plurality of detectors D ij (i = 1~n, j = 1 to m; n, m is can be an integer of 2 or more) is configured to measure light intensity.. 処理室2を構成する透明な材料としては、石英ガラスやサファイアガラス等の紫外(UV)光に対して透明な材料が好ましい。 As the transparent material which constitutes the processing chamber 2, ultraviolet such as quartz glass and sapphire glass (UV) transparent material to light it is preferable. 図11に示す熱処理装置においては、処理室2の一部が紫外線透過性特性の良好な窓部の機能をなしている。 In the heat treatment apparatus shown in FIG. 11, a portion of the processing chamber 2 is without the function of the good window of ultraviolet transmitting properties. 図11の構造の場合も、被処理基板1を熱処理中に水平方向(図9の紙面に向かって左右方向)に移動する必要がある場合は、処理室2と一体で移動する必要があるので、ガス導入ポート22やガス排気ポート23にはベローチューブやフレキシブルパイプ等の可撓性のある配管で接続しておけば良い。 In the case of the structure of FIG. 11, because if you need to move in the horizontal direction during the heat treatment the processed substrate 1 (the left-right direction toward the paper surface of FIG. 9), it is necessary to move integrally with the processing chamber 2 , it is sufficient to connect a pipe having flexibility such as a bellows tube or flexible pipe to the gas introduction port 22 and the gas exhaust port 23. 図11の構造の場合も、処理室2の壁面(裏面)を介して、光が入射するので、図1に示したピンホールH ijは不要である。 In the case of the structure of FIG. 11, through the wall of the processing chamber 2 (the back surface), the light is incident, the pinhole H ij shown in FIG. 1 is not required. 但し、棒状ランプQ iの出力や検出器D ijの感度の関係で、入射光を制限する必要があれば、別途ピンホールを、裏面窓24bと検出器D ijの間に挿入すれば良い。 However, in relation to the sensitivity of the output and the detector D ij of the rod-shaped lamp Q i, if it is necessary to restrict the incident light, a separate pinhole, may be inserted between the detector D ij the back window 24b. なお、図10及び図11に示した構造は、CVD炉やエピタキシャル成長炉に限定されず、酸化炉、拡散炉、等種々の熱処理炉に適用可能である。 The structure shown in FIGS. 10 and 11 is not limited to CVD furnace and an epitaxial growth furnace, an oxidation furnace, a diffusion furnace, is applicable to an equal variety of heat treatment furnace. 図11では処理室2の右側面にフランジ25が設けられ、被処理基板1の出し入れと、処理室2の機密性を維持している。 11 The flange 25 is provided on the right side of the processing chamber 2, maintains and out of the substrate 1, of the processing chamber 2 confidentiality. 図1、図9、図10では、被処理基板1の出し入れのポートを省略しているが、図11に示すフランジ構造等、熱処理の目的に応じて種々の出し入れポートが使用できることは勿論である。 1, 9, 10, although not port of loading and unloading of the substrate 1, it is of course that various out port can be used in accordance with the flange structure and the like, the purpose of the heat treatment shown in FIG. 11 .

処理圧力は大気圧に限定されず、例えば真空ポンプをガス排気ポート23に接続し、処理室2を大気圧よりやや低い微減圧から5Pa程度、或いは10 -3 Pa〜10 -5 Pa程度まで、減圧しても良いことは勿論である。 Process pressure is not limited to the atmospheric pressure, for example, a vacuum pump connected to the gas exhaust port 23, the process chamber 2 from the slightly lower slightly reduced pressure below atmospheric pressure of about 5 Pa, or until 10 -3 Pa to 10 about -5 Pa, it may be under reduced pressure it is a matter of course. 真空ポンプとしては、ドライポンプ、メカニカルブースターポンプ、ターボ分子ポンプ、クライオポンプ等が使用可能である。 The vacuum pump, a dry pump, mechanical booster pump, a turbo molecular pump, etc. cryopump can be used.

このように、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態及び変形例等を含むことは勿論である。 Thus, the present invention of course includes a case in various embodiments and variations which are not described. したがって、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。 Accordingly, the technical scope of the present invention is defined only by the invention specifying matters according to the scope of claims reasonable from the above description.

本発明の実施の形態に係る熱処理装置の概略説明する模式的な断面図である。 It is a schematic cross-sectional view schematically explaining a heat treatment apparatus according to the embodiment of the present invention. 図1に示したステージと、ピンホール、検出器、更に対応する棒状ランプの位置関係を説明する概略平面図である。 A stage shown in FIG. 1, pinhole, detector, a further schematic plan view illustrating the positional relationship between the corresponding rod-shaped lamp. 本発明の実施の形態に係る熱処理装置に用いる棒状ランプから照射される光の発光スペクトルを示すグラフである。 Is a graph showing an emission spectrum of light emitted from the rod-shaped lamp for use in thermal processing apparatus according to an embodiment of the present invention. 棒状ランプ中に含まれる水銀の封入量と棒状ランプの発光量との関係を示すグラフである。 It is a graph showing the relationship between the amount of light emission of the charging amount and the rod-shaped lamp of mercury contained in the bar-shaped lamp. 棒状ランプの制御回路部の構成を示すブロック図である。 It is a block diagram showing a configuration of a control circuit portion of the rod-shaped lamp. 図5に示す放電回路の詳細な構成を示す回路図である。 It is a circuit diagram showing a detailed configuration of the discharge circuit shown in FIG. 棒状ランプからの紫外光が被処理基板を照射する光路を示す模式的断面図である。 Ultraviolet light from the rod-shaped lamp is a schematic sectional view showing an optical path for irradiating the substrate to be processed. 本発明の実施の形態に係る熱処理装置における紫外光強度の分布を示すグラフである。 Is a graph showing the distribution of the ultraviolet light intensity in the heat treatment apparatus according to the embodiment of the present invention. 本発明の他の実施の形態に係る熱処理装置の概略説明する模式的な断面図である。 It is a schematic cross-sectional view schematically explaining a heat treatment apparatus according to another embodiment of the present invention. 更に他の実施の形態に係る熱処理装置の概略説明する模式的な断面図である。 Further is a schematic sectional view for schematically explaining a heat treatment apparatus according to another embodiment. 更に他の実施の形態に係る熱処理装置の概略説明する模式的な断面図である。 Further is a schematic sectional view for schematically explaining a heat treatment apparatus according to another embodiment. 被処理基板に対するそれぞれの棒状ランプの照射領域を説明する平面図である。 Is a plan view illustrating the irradiation area of ​​the respective bar-shaped lamp with respect to the substrate. 被処理基板を移動し、被処理基板に対するそれぞれの棒状ランプの照射領域をオーバーラップさせる場合を説明する平面図である。 Move the target substrate is a plan view for explaining a case to overlap the irradiation region of the respective bar-shaped lamp with respect to the substrate.

符号の説明 DESCRIPTION OF SYMBOLS

1…被処理基板 1a…被処理基板 1b…SiN X膜 1c…SiO X膜 1d…アモルファス半導体(a−Si、被処理用半導体膜)膜 2…処理室 4…制御回路部 21…ステージ 22…ガス導入ポート 23…ガス排気ポート 24…窓 24b…裏面窓 25…フランジ 31a、31b、61a、61b、61c、61d…端子 32…放電部 33…トリガー回路 41…CPU 42…ステージ駆動装置 43…各比較演算器 44…電流測定器 45…電圧制御器 62…直流電源 63…電源スイッチ 64…逆L型回路 65…ダイオード 66…キャパシタ 100…表示装置 α、β、γ…領域 αβ、βγ…オーバーラップ領域 B i (i=1〜n)…電流プローブ D ij (i=1〜n,j=1〜m)…検出器 I…光強度 K…照射部分 P 1 、P 2 …ノード 1 ... target substrate 1a ... target substrate 1b ... SiN X film 1c ... SiO X film 1d ... amorphous semiconductor (a-Si, the processed semiconductor film) film 2 ... processing chamber 4 ... control circuit 21 ... Stage 22 ... gas inlet port 23 ... gas exhaust ports 24 ... window 24b ... rear face window 25 ... flange 31a, 31b, 61a, 61b, 61c, 61d ... terminal 32 ... discharge unit 33 ... trigger circuit 41 ... CPU 42 ... stage driving device 43 ... each comparison operator 44 ... current measuring device 45 ... voltage controller 62 ... DC power supply 63 ... power switch 64 ... inverse L type circuit 65 ... diodes 66 ... capacitor 100 ... display alpha, beta, gamma ... region .alpha..beta, [beta] [gamma] ... overlap region B i (i = 1~n) ... current probe D ij (i = 1~n, j = 1~m) ... detector I ... light intensity K ... irradiated portion P 1, P 2 ... node ij (i=1〜n,j=1〜m)…ピンホール M i (i=1〜n)…反射鏡 Q i (i=1〜n)…棒状ランプ R 1 、R 2 …抵抗 V SS …接地電位 X i (i=1〜n)…各電源回路 W ij (i=1〜n,j=1〜m)…背面窓 H ij (i = 1~n, j = 1~m) ... pinhole M i (i = 1~n) ... reflector Q i (i = 1~n) ... bar-shaped lamp R 1, R 2 ... resistance V SS ... ground potential X i (i = 1~n) ... each of the power supply circuit W ij (i = 1~n, j = 1~m) ... rear window

Claims (14)

  1. 紫外線透過性特性の良好な窓部を備え、被処理基板を収納する処理室と、 With good window of ultraviolet transmitting properties, a processing chamber for accommodating a substrate to be processed,
    前記処理室外において一定方向に同一ピッチで配置され、前記被処理基板を前記窓部を介して、紫外線を含む発光スペクトルの光で加熱する複数本の棒状ランプと、 Are arranged at the same pitch in the predetermined direction in the processing outside, said substrate to be processed through the window portion, and a plurality of rod-shaped lamp for heating in light emission spectrum that includes ultraviolet,
    前記複数本の棒状ランプの光を、それぞれ独立に、前記被処理基板を介して受光するように、前記複数本の棒状ランプの配列に対向して配置された複数の検出器と、 The light of the plurality of rod-shaped lamps, and each independently, a so as to receive through the substrate to be processed, said plurality plurality of which are disposed opposite to the array of the rod-shaped lamp of a detector,
    前記複数の検出器によって測定される前記光強度の分布に基づいて、前記複数本の棒状ランプの出力をそれぞれ独立に同時に制御する制御回路部 とを備えることを特徴とする熱処理装置。 Wherein the plurality of detectors based on the distribution of the light intensity measured by the heat treatment apparatus, characterized by a control circuit section for controlling the plurality of rod-shaped lamp output independently at the same time.
  2. 前記複数本の棒状ランプのそれぞれは、波長400nm以下の波長領域における光強度の波長積分値が、波長400nm以上の波長領域における光強度の波長積分値に対して20%以上となるスペクトルの光を発光することを特徴とする請求項1に記載の熱処理装置。 Wherein each of the plurality of rod-shaped lamp, wavelength integral value of the light intensity at a wavelength region wavelength 400nm is in the spectrum of 20% or more with respect to a wavelength integral value of the light intensity in the above wavelength region wavelength 400nm light the heat treatment apparatus according to claim 1, characterized in that the light emission.
  3. 前記複数の検出器は、前記複数本の棒状ランプの軸方向に沿って、1本の棒状ランプに付き、それぞれ複数個配置されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の熱処理装置。 Wherein the plurality of detectors, the plurality of the axial direction of the rod-shaped lamp, per stick-shaped lamp, a heat treatment apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that it is respectively plurality placed .
  4. 前記複数の検出器は、それぞれピンホールを介して、前記複数本の棒状ランプの光を受光することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の熱処理装置。 Wherein the plurality of detectors, each through a pinhole, a heat treatment apparatus according to any one of claims 1 to 3, characterized in that for receiving light of said plurality of rod-shaped lamps.
  5. 前記制御回路部は、前記複数本の棒状ランプへ供給される電流波形のピーク値を測定する電流測定器を更に備え、前記ピーク値により、前記複数本の棒状ランプへの電源回路の電源電圧をそれぞれ独立に制御することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の熱処理装置。 Wherein said control circuit unit, further comprising a current measuring device for measuring the peak value of the plurality of current waveforms supplied to the rod-shaped lamp, by the peak value, the power supply voltage of the power supply circuit to said plurality of rod-shaped lamp the heat treatment apparatus according to any one of claims 1 to 4, characterized in that controlled independently.
  6. 被処理基板を処理室の内部に載置するステップと、 A step of placing a substrate to be processed into the processing chamber,
    前記処理室の一部に設けられた紫外線透過性特性の良好な窓部を介して、前記処理室外に一定方向に同一ピッチで配置された複数本の棒状ランプから、紫外線を含む発光スペクトルの光を導入し、前記被処理基板を加熱するステップと、 Through a good window of ultraviolet transmitting properties provided in a part of the processing chamber, a plurality of rod-shaped lamps arranged at the same pitch in the predetermined direction to the outside of the processing room, the light emission spectrum that includes ultraviolet introducing, and heating said substrate to be processed,
    前記複数本の棒状ランプの光のそれぞれの光強度を、前記被処理基板を介して、独立に測定するステップと、 A step of each of the light intensity of the light of the plurality of rod-shaped lamp, through the substrate to be processed, is measured independently,
    測定された前記光強度に基づいて、前記複数本の棒状ランプの出力をそれぞれ独立に同時に制御するステップ とを含むことを特徴とする熱処理方法。 And based on the measured light intensity, heat treatment method, which comprises the step of simultaneously controlling outputs independently of the plurality of rod-shaped lamps.
  7. 前記複数本の棒状ランプのそれぞれは、波長400nm以下の波長領域における光強度の波長積分値が、波長400nm以上の波長領域における光強度の波長積分値に対して20%以上となるスペクトルの光を発光することを特徴とする請求項6に記載の熱処理方法。 Wherein each of the plurality of rod-shaped lamp, wavelength integral value of the light intensity at a wavelength region wavelength 400nm is in the spectrum of 20% or more with respect to a wavelength integral value of the light intensity in the above wavelength region wavelength 400nm light the heat treatment method according to claim 6, characterized in that the light emission.
  8. 前記複数本の棒状ランプの軸方向に沿って、1本の棒状ランプに付き、それぞれ複数個箇所、前記光強度が測定されることを特徴とする請求項6又は7に記載の熱処理方法。 It said plurality of along the axial direction of the rod-shaped lamp, per stick-shaped lamps, each plurality points, the heat treatment method according to claim 6 or 7, wherein the light intensity is measured.
  9. 前記複数本の棒状ランプへ供給される電流波形のピーク値を測定するステップと、 Measuring a peak value of the current waveform supplied to the plurality of bar-shaped lamp,
    前記ピーク値により、前記複数本の棒状ランプへの電源回路の電源電圧をそれぞれ独立に同時に制御するステップ とを更に含むことを特徴とする請求項6〜8のいずれか1項に記載の熱処理方法。 By the peak value, the heat treatment method according to any one of claims 6-8, characterized by further comprising the step of simultaneously controlling independently the power supply voltage of the power supply circuit to said plurality of rod-shaped lamp .
  10. 少なくとも表面に半導体薄膜が形成された被処理基板を設置するステップと 前記被処理基板に形成された半導体薄膜と対向する位置に一定方向に同一ピッチで配置された複数本の棒状ランプから、前記半導体薄膜に対して紫外線を含む発光スペクトルの光を導入し、前記被処理基板を加熱するステップと、 The substrate to be processed semiconductor thin film is formed from said plurality of rod-shaped lamps arranged at the same pitch in a predetermined direction at a position facing the semiconductor thin film formed on a substrate to be processed and the step of installing at least on the surface, said semiconductor comprising the steps of: introducing a light emission spectrum that includes ultraviolet, heating the target substrate with respect to the thin film,
    前記複数本の棒状ランプの光のそれぞれの光強度を、前記被処理基板を介して、独立に測定するステップと、 A step of each of the light intensity of the light of the plurality of rod-shaped lamp, through the substrate to be processed, is measured independently,
    測定された前記光強度に基づいて、前記複数本の棒状ランプの出力をそれぞれ独立に制御するステップ とを含み、前記半導体薄膜の少なくとも一部を処理、若しくは前記半導体薄膜の表面に新たな膜を形成することを特徴とする半導体装置の製造方法。 And based on the measured light intensity, and a step of controlling the output of said plurality of bar-shaped lamps each independently the process at least a portion of the semiconductor thin film, or a new film on the surface of the semiconductor thin film method of manufacturing a semiconductor device and forming.
  11. 前記複数本の棒状ランプのそれぞれは、波長400nm以下の波長領域における光強度の波長積分値が、波長400nm以上の波長領域における光強度の波長積分値に対して20%以上となるスペクトルの光を発光することを特徴とする請求項10に記載の半導体装置の製造方法。 Wherein each of the plurality of rod-shaped lamp, wavelength integral value of the light intensity at a wavelength region wavelength 400nm is in the spectrum of 20% or more with respect to a wavelength integral value of the light intensity in the above wavelength region wavelength 400nm light the method of manufacturing a semiconductor device according to claim 10, characterized in that the light emission.
  12. 前記複数本の棒状ランプの軸方向に沿って、1本の棒状ランプに付き、それぞれ複数個箇所、前記光強度が測定されることを特徴とする請求項10又は11に記載の半導体装置の製造方法。 It said plurality of along the axial direction of the rod-shaped lamp, per stick-shaped lamps, each plurality location, manufacturing of a semiconductor device according to claim 10 or 11, wherein the light intensity is measured Method.
  13. 前記複数本の棒状ランプへ供給される電流波形のピーク値を測定するステップと、 Measuring a peak value of the current waveform supplied to the plurality of bar-shaped lamp,
    前記ピーク値により、前記複数本の棒状ランプへの電源回路の電源電圧をそれぞれ独立に制御するステップ とを更に含むことを特徴とする請求項10〜12のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。 By the peak value, the semiconductor device according to any one of claims 10 to 12, wherein the further comprising the step of controlling the plurality of power supply voltage of the power supply circuit to the rod-shaped lamp independently Production method.
  14. 前記半導体薄膜は、アモルファス半導体であり、前記光の導入による加熱処理により、前記アモルファス半導体が多結晶半導体になることを特徴とする請求項10〜13のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。 The semiconductor thin film is amorphous semiconductor by heat treatment by the introduction of the light, manufacturing a semiconductor device according to any one of claims 10 to 13, wherein the amorphous semiconductor is characterized by comprising a polycrystalline semiconductor Method.
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